黄土丘陵区农林牧优化生态经济结构定位试验的效益与启示

本试验是在黄土高原建造农林牧复合生态系统优化结构功能的一项新尝试。试验结果表明;按照生态经济系统工程原理整治宁南黄土丘陵,其土地生产力可提高8倍以上,人均收入可增长6倍,失调的生态经济系统可以在短期内得到恢复并进而走向良性循环。     

云南中部三种典型人工林生态系统水文生态规律研究

通过对滇中3种典型人工林生态系统树冠水文生态规律的研究,人工林生态系统截留量、干流量、穿透降雨量占降雨的百分比分别是:直干桉-黑荆混交林,35.21%,0.65%,64.14%;直干桉人工林,30.10%,0.88%,67.56%;云南松人工林,27.8%,4.64%,69.25%。利用一种新的分析方法,即移动方差分析表明,当降雨量达到70mm时,云南松和直干桉人工林生态系统树冠截留达到最大临界值;当降雨量达到90～95mm时,直干桉-黑荆人工林生态系统树冠截留达到最大临界值。无林地的地表径流量是人工林生态系统的3～4倍。按产流影响因子与产流量相关系数绝对值大小,人工林生态系统对地表径流的调控能力,决定于乔木层盖度、土壤有机质含量、穿透降雨量、土壤最小持水量、土壤容重、降雨截留量、非毛管孔隙、枯落物凋落量、硅钒比、土壤最大持水量、总孔隙、乔木平均材积、干流量、毛管持水量等。人工林生态系统建群种的生物学特征特性对降雨量再分配的树冠水文生态效应及规律有显著的影响。     

固原上黄试验区农林牧最佳生态经济结构与设计方法

本文针对黄土高原及宁夏南部山区普遍存在的水土流失与生态经济严重失调问题,从生态与经济、治理与开发、近期与长远、定性与定量相结合的角度,应用系统工程方法提出了黄土丘陵区农林牧优化结构的设计原理与理论模式。该模式不仅揭示了黄土丘陵区建造优化结构的巨大生产潜力,而且从理论与实践结合的角度阐明了建造优化结构的途径与技术措施,是应用生态经济系统工程寻找黄土高原治理途径的新尝试。     

砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能变化探究

沙棘人工林是晋陕蒙砒砂岩区主要的退耕还林树种之一,在砒砂岩区生态环境治理中发挥着重要作用。通过理论分析、频度分析、专家咨询法构建了砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能评价指标体系,应用博弈论综合赋权法将主、客观权重进行组合,得到综合权重。采用AHP—模糊综合评价、TOPSIS法、灰色关联投影法对砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能进行了动态评价。结果表明:砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能2010年、2007年、2004年、2001年综合评价结果分别为良好、一般、较差、较差,砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能呈逐年改善的趋势,退耕还林营造沙棘人工林生态措施的实施对砒砂岩区生态环境的改善起到了积极的促进作用。     

水土保持生态自我修复中的植物多样性恢复研究

以植物群落调查样地为基础,从物种多样性指数、生态优势度、群落均匀度和林下植被生物量,对辽东地区水土保持生态修复区的几种典型土地利用方式下植物多样性恢复效应研究表明:天然次生生态系统(天然栎林与撂荒地)的植物多样性和林下植被生物量均表现为随着修复时间的延长而增加,人工针叶林生态系统与之相反,表现为下降趋势。不同土地利用方式下,植物群落的物种多样性表现为:天然次生栎林>撂荒地>落叶松人工林>红松人工林,其中,退耕落叶松人工林的植物多样性指数高于连植落叶松人工林。     

基于3S技术的水库集水区桉树人工林生态系统服务动态

为了从理论上论证经济利益导向下的桉树人工林种植与区域生态质量的关系,基于遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS),通过文献调研、现场调查、解译、反演(NDVI、FVC、生物量、NPP)与空间分析运算,获得了近10年广西元宵水库集水区桉树人工林与马尾松群落的生态系统服务(水源涵养、环境净化、产品提供、固碳释氧、土壤保育、生物多样性保护)价值时空动态分布格局。结果表明:(1)NDVI与FVC适用于开展多种植被参量的遥感反演;(2)马尾松群落的单位面积生态系统服务价值明显优于桉树人工林;(3)桉树群落的生态系统服务随树龄的增加而提高,桉树成熟林的服务价值接近马尾松群落,说明桉树本身不会引发水分、养分消耗过量等问题;在马尾松砍伐期与桉树轮伐期,水库集水区的生态系统结构波动剧烈,生态系统服务下降。因此,经济利益导向下的剧烈人为扰动成为桉树人工林种植区生态质量显著下降的主要原因。     

系统工程理论在矿区生态建设规划中的应用

以系统工程原理、数学模拟方法，对神府东胜矿区大柳塔矿水土保持型农业生态经济结构与土地利用规划做出优化决策，以期促进区域生态环境和煤矿生产条件的极大改善，达到最大生态经济输出功能，最终建立一个合理、高效和稳定的区域人工生态经济系统。     

黄土丘陵区农业生态系统能效及其提高途径

以安塞纸坊沟流域为例，分析了黄土丘陵区农业生态系统中农田、人工林草地、畜牧业子系统能量投入与产出，指出提高本地区农业生态系统能效的途径在于：１．加强水土流失综合，建立稳定的水土保持型生态农业。２．改变广种薄收习惯，建设稳产高产基本农田。３．合理增加投入，实现高产优质高效。     

草原地区城市生活污水土地处理工程生态效应研究

阐述了城市污水土地处理工程在草原地区生态功能及其环境影响的作用、污水灌溉下几种人工林群落的演进和生态安全问题 ,指出坡向和地形对草原地区造林非常重要 ,河谷地段或灌溉人工林地 1 0～ 1 5年内已发育成稳定郁闭的纯林生态系统 ,并形成用材林和苗木基地 ,而干旱阳坡或半阳坡不宜发展林地     

基于小流域综合治理的生态恢复对策

在小流域综合治理中采用生态恢复的方法,通过修复、增强改善环境质量,采用生态水利和生态工程学的治理方式,建设一个具有河流地貌多样性和生物群落多样性的动态稳定的、可以自我调节的小流域生态系统,是以水源保护为主要目的的小流域综合治理有效措施。东江惠州段承担着向深圳、香港供水的重任,大岚河是东江的一级支流,在充分论证对生态系统影响的基础上,采取各种生态工程措施、管理措施和生物措施,发挥生态系统自我恢复功能并进行适当的人工修复,构建绿色产业链,就一定能使大岚河生态系统得到恢复,从而促进流域生态、经济和社会的可持续发展,达到涵养水源、保护东江水质的目的。     

干旱缺水地区森林植被蒸散耗水研究

 系统总结近年来在宁夏固原六盘山、北京延庆等干旱缺水地区进行的森林植被蒸散耗水研究结果。乔、灌、草作为土壤水分限制型生态系统的坡面植被,蒸散都是水分平衡的最大分项,其中植被蒸腾又是蒸散的最大分项。植被蒸散量一般表现为高大乔木林>亚乔木林>灌木林>自然草地,但人工草地>自然草地。可依坡面产水功能将不同植被分类,自然草地和灌丛为水源生产型,亚乔木林为水源平衡型,高大乔木林和人工草地为水源消耗型。植株密度不是坡面植被蒸散大小的决定性因子,其作用更多的是调控蒸腾量及其占蒸散比例。虽然降低植株密度一般会减小蒸散,但并不是相同比例地线性下降,不同植被类型反应也不一样,表现出降低密度减少蒸散的作用从乔木、亚乔木到灌木而变弱的趋势,降低密度减少蒸散的作用是有限的。对降低密度减少蒸散的作用大小,作为调控措施的有效性,有效的密度调控范围等,还需严格的对比实验和理论研究。估计和评价植被蒸散耗水时,用叶面积指数或叶生长量指标可能比密度更符合生物学逻辑。从在干旱缺水地区建立节水、稳定、高效、多功能的坡面植被的角度而言,草地和灌丛的蒸散低于乔木林,建立稀树草原或稀树灌丛式的植被可能更利于流域产水和植被稳定。从小流域管理的角度而言,还需考虑在土壤水分承载力空间差异的基础上,探讨能兼顾产水功能、水土保持、水源涵养、植被稳定的植被空间优化配置的理论和技术。     

宁南山区不同生态恢复措施对土壤环境效应影响的研究

通过对宁南山区采取不同恢复措施的土壤水分、理化性质及酶活性的研究结果表明：土壤平均含水量最高的是农田18．61％，其次为林地16．73％、人工草地9．95％，最小的为天然草地9．20％；土壤总孔隙度、土壤碱解氮排列顺序为林地〉农田〉人工草地〉天然草地；土壤毛管孔隙度、土壤速效磷平均含量排列顺序为人工草地〉林地〉农田〉天然草地；土壤有机质平均含量为灌木林地〉农田〉天然草地〉人工草地；土壤速效钾的平均含量为天然草地〉农田〉人工草地〉灌木林地。土壤尿酶含量为人工草地〉天然草地=农田〉林地；土壤蔗糖酶、多酚氧化酶的含量为人工草地〉天然草地〉林地；过氧化氢氧化酶的含量为人工草地〉天然草地=农田〉林地。     

滇西北高原水土保持生态修复措施的群落结构研究

在滇西北高原香格里拉县纳帕海周边区域,以荒草丛、自然恢复灌丛、自然恢复高山松次生林以及人工混交林等四种生态系统类型为研究对象,采用时空互代法,视它们为水土保持生态修复过程中不同阶段,研究不同生态系统的群落结构变化规律。通过对各生态系统的群落空间结构、物种多样性、均匀度、生态优势度分析表明,滇西北高原水土保持生态修复过程群落结构的复杂性依荒草丛→灌丛→人工混交林→天然次生林逐渐增加。荒草丛、5年生灌丛、13年生人工混交林和15年生天然次生林的灌木层生物量分别为08、.170 4 t/hm2、2.044 9 t/hm2、3.796 5 t/hm2,草本层生物量分别为7.491 2 t/hm2、4.681 2 t/hm23、.985 2 t/hm2和1.696 6 t/hm2。     

不同类型红松林土壤基础肥力特征分析

通过实地调查与对比试验,对红松人工纯林、人工混交林和天然林3种林分不同土层的土壤养分状况进行了分析和研究。结果表明,不同林分的土壤养分含量差异较大,随着土层深度的增加,3种林分的土壤养分含量均出现逐渐下降的趋势。土壤有机质含量、全量养分含量和速效养分含量均在0—15cm土层中达到最高值。其中红松天然林最高,依次为红松人工混交林和红松人工纯林。3种林分中钾素含量比较丰富,全磷含量维持在较低水平,土壤pH值下降缓慢。红松人工纯林土壤有酸化趋势,pH值在5.08～5.37。因此,红松人工纯林应及时进行更新,以防止土壤环境的恶化。     

川南天然常绿阔叶林人工更新后枯落物层持水特性研究

对川南林区天然常绿阔叶林及其人工更新成檫木林、柳杉林和水杉林后林下枯落物层蓄积量、自然含水量和持水过程进行研究。结果表明：枯落物层蓄积量天然常绿阔叶林（25．68t／hm^2）〉水杉林（18．14t／hm^2）〉檫木林（9．95t／hm^2）〉柳杉林（1．13t／hm^2）。天然常绿阔叶林枯落物层自然含水量分别是檫木林、柳杉林和水杉林的3．18倍、41．33倍和1.53倍。在整个持水过程中．前2h内各林分枯落物层持水作用较强。林下枯落物层持水量与浸泡时间之间的关系式为Q=alnt＋b．吸水速率与浸水时间之间的关系式为V=kt＂。枯落物层最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均是天然常绿阔叶林〉水杉林〉檫木林〉柳杉林。因此，保护天然常绿阔叶林及其选择适宜的树种进行更新对于提高林下地表枯落物层水文生态功能具有重要的作用和意义。     

连云港地区生态环境研究——以后云台山国家森林公园为例

对连云港后云台山地区植被的种类构成和自然生态状况长期观察的基础上,阐述森林植物群落对自然环境的生态作用,对区内的人工森林退化问题及其动态过程进行分析。根据群落演替理论,提出通过人为干预手段,采取施肥、灌溉、定量疏伐等有利于森林群落顺行演替的具体措施,改善植被天然状况,实现生态环境可持续发展。     

天然次生林和人工毛竹林水文生态特征比较

对浙江庙山坞自然保护区天然次生林和人工毛竹林的水文生态特征进行了定位观测研究.结果表明:天然次生林具有较高的林冠截留作用.总林冠截留是人工毛竹林的2.40倍,林冠截留率和产生穿透雨与茎流的最小次降雨量都大于人工毛竹林;天然次生林枯枝落叶层具有较高的截持水能力,其最大蓄水潜力是人工毛竹林的1.88倍;天然次生林的水土保持能力较好,其中人工毛竹林的地表径流是天然次生林的1.92倍,径流泥沙含量高达3.82倍;天然次生林和人工毛竹林降雨分配情况都可以用数学模型模拟,具有较高的相关性与显著性水平.     

金沙江上游滇西北高原水土保持生态修复效果

 通过对金沙江上游滇西北高原植物群落调查、土壤理化分析、径流小区观测,对陆生生态系统的退化模式和生态修复效果进行研究。结果表明:人为干扰形成的退化生态系统通过人为诱导修复,可在较短时间内形成功能较完善的人工生态系统。灌丛、次生林、人工混交林都已经形成明显的立体垂直结构,并有正向演替趋势。荒草丛、灌丛、人工混交林和次生林的Shannon-Wiener多样性指数分别为2．29、2．58、2．04和2．03,对应的Pielou均匀度指数分别为0．80、0．81、0．67和0．65。灌丛的土壤理化效应最佳,其0～30cm土层土壤总孔隙度分别比坡耕地、荒草丛、天然次生林、人工混交林高8．7％、24．7％、45．9％和14．3％,有机质含量分别高19．3％、15．9％、276．8％和50．9％。天然次生林由于本底立地条件差,理化性能赶不上其他类型。人工幼林和天然次生林有较好的减轻土壤流失的作用,分别比坡耕地减少土壤侵蚀量38．0％和52．3％,比荒草坡减少土壤侵蚀量25．0％和42．3％。     

围栏封育对荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响研究

为探究围封对灌丛草地土壤优先流的影响,以宁夏吴忠市盐池县典型荒漠草原区为研究区,通过野外入渗染色试验、图像处理分析等方法,对围封荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响进行评价。结果表明:(1)围栏封育与放牧管理样地土壤水分入渗特征存在差异,在围栏封育样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地的入渗染色图像分别在0—125,0—115,0—105 cm呈现均匀分布,而在125—240,115—150,105—140 cm呈现染色分支,在放牧管理样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地入渗染色图像分别在0—80,0—70,0—80 cm呈现均匀分布,围栏封育导致土壤优先流发生深度更大;(2)土壤剖面染色面积比表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞放牧管理天然柠条林地＞放牧管理草地,土壤染色深度表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞放牧管理天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地,围栏封育管理会导致土壤剖面染色面积比及染色深度增大;(3)土壤优先流变异系数表现为放牧管理天然柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞围栏封育人工柠条林地＞围栏封育草地,放牧管理导致土壤优先流程度增加,而围栏封育降低灌木林地及草地的优先流程度。因此,在荒漠草原等干旱半干旱地区,围栏封育可作为提升土壤水分均匀入渗深度、降低优先流发生程度、提高土壤水分利用效率的重要管理方式。     

人工混交林的林分可视化研究

随着计算机科学与图形学的快速发展,林分可视化技术已经成为21世纪数字林业和精准林业的重要支撑。以林分可视化系统(stand visualization system,SVS)基本原理为切入点,利用木兰围场国有林场森林植被调查数据,详细介绍了该模型的使用方法,展示了研究区内华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)-白桦(Betula platyphlla)单木树形设计与人工混交林林分可视化的基本流程,并对模拟结果进行了分析与讨论。研究结果表明,林分可视化系统可生成直观、立体、精美的林分可视化效果图,并可提供林分树种分布、胸径分布、垂直结构、郁闭度等大量林分基础数据信息;可在虚拟森林环境中设计或调整森林经营方案,模拟森林经营的全过程,是实现森林经营可视化的理想工具;最后,讨论了林分可视化系统现阶段应用的局限性与未来的发展方向。